JP2006528876A

JP2006528876A - 低電圧電力配電線を利用するネットワークトポロジー及びパケットルーティング方法

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Publication number: JP2006528876A
Application number: JP2006532574A
Authority: JP
Inventors: ポジュガイ，アンドリュー
Original assignee: Telkonet Inc
Current assignee: Telkonet Inc
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2006-12-21
Also published as: WO2004102983A3; US20040233928A1; CN1774888A; EP1620976A2; WO2004102983A2; RU2005138024A; EP1620976A4

Abstract

【課題】伝送媒体として低電圧（１２０／２４０ＶＡＣ）電力配電線を利用したローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を実現するネットワークトポロジー及びパケットルーティング方法を提供する。
【解決手段】電力線搬送通信（ＰＬＣ）インターフェース及び１以上のＩＥＥＥ８０２．３イーサネット（登録商標）インターフェースを備えるアクセスポイント（ＡＰ）を、ＰＬＣインターフェースを通じた電力線媒体の論理的中心に接続する。複数のユーザターミナル（ＵＴ）は、適切な宛先にパケットデータを順次に送り出す関連するＡＰと送受信する。大規模ネットワークは、複数のＡＰを含むことができ、この場合には、各ＵＴは、ＵＴとＡＰとの間の接続品質を表す測定基準に基づいて、ＡＰを選択する。
【選択図】図２ａ

Description

本発明は、一般に、パケットデータネットワークに関し、特に、電力線搬送通信（ＰＬＣ：Power Line Carrier）技術を使用して実現されるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のトポロジー及びパケットルーティング（ルート設定）方法に関する。

ＬＡＮは、一般に、ＩＥＥＥ８０２．３アクセス方式及び物理層の仕様を用いたツイストペアケーブルの接続を通じて構築される。この方式を使用する場合、１つ以上のハブ又はスイッチが、建物の集中化した位置（一般的には配線用ボックス）に設置される。ツイストペアケーブルの布設では、配線用ボックスから各ユーザ位置、つまり、１ユーザにつき１つのケーブルが接続される。全てのハブ／スイッチは、同一タイプのケーブルを相互に接続する。

この有線方式の１つの利点は、ツイストペアケーブルを、外部干渉の排除可能な高信頼性通信媒体として提供できることにある。他の利点としては、各ユーザは、提供されるスイッチを相互接続として使用する場合、他のユーザと媒体の通信容量を共有することなく、媒体の全通信容量を占有することができる点がある。

一方、ツイストペアケーブルの布設における主要な不利な点としては、ケーブルの設置に費用がかかる点にある。この課題は、建物を建設する際に、ケーブルを設置できるのであれば、非常に容易に解決できる。しかしながら、これまでの多くの建物は、その建設時にケーブルは設置されていない。このため、このようなレトロな建物にケーブルを設置することは、極端に大きく、複雑な課題であるということが言える。

このようなツイストペアケーブル設置の実用的でない状況において、ＰＬＣは、魅力的な代替手段である。しかし、通信媒体としての電力線は、周波数と時間によって変化するインピーダンスを含み、ネットワークに接続された装置からのノイズ源の問題など、システム設計における技術的課題が提示されている。しかし、この課題は、エラー制御コーディングに加えて、直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）のような高度な変調技術によって解決することがでる。この場合、低電圧ＡＣ電力配電線を、１ＭＨｚ以上の比較的安定した周波数帯域の通信チャネルとして利用することができる。

図１は、中小規模の商業ビルに布設された典型的な電気配線の一例を示している。図中、太線は高電流３相の配電線を表示しており、細線は低電流（１５〜２０Ａ）の配電線を表示している。陰影のあるボックスは、アウトレット（outlet）を示している。該アウトレットは、ユーザがユーザターミナル（ＵＴ：user terminal）を経てネットワークにアクセス可能な位置に設けられている。

この配電線ネットワーク図において、ＰＬＣに重要な周波数を制御する制御インピーダンスは図示略している。インピーダンス不連続は、アウトレットやパネル接続部分など、あらゆる配電線終端部に存在する。例えば、アウトレットＡ_１及びアウトレットＢ_１間のパスは、９つのインピーダンス不連続（Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、サブパネル１、メインパネル、サブパネル２、Ｂ_３、Ｂ_２、Ｂ_１）を含む。これらインピーダンス不連続の各々に信号電力が到達すると、一部の信号電力が送信機で反射されるので、チャネルを減衰させることになる。

また、各電気パネルは、チャネルを弱めるように機能するため、これを解消するメカニズムが導入されている。すなわち、信号がパネルに到達すると、パネルに接続された各ワイヤーから一部の電力が流れ出るようにされている。つまり、パネルは、電力分割器として機能する。しかし、この場合には、パネルへ到達する一部の電力だけが目的地である宛先に向かうことになるので、パネルは信号を減衰させることになる。なお、残りの電力は、事実上、失われる。

サブパネル１のアウトレットに接続したユーザが、サブパネル２のアウトレットに接続したユーザと直接通信を試みる場合、多くのチャネル障害に遭遇する。例えば、アウトレットＡ_１からアウトレットＢ_１へのパスは、チャネル障害となる９つの独立したソースを含む。このうち６つはアウトレットの終端であり、該終端は、インピーダンス不連続を挿入する。他の３つのソースは、インピーダンス不連続に加えて減衰を与えるパネルである。

建物内で電力を分配する、１２０Ｖ／２２０Ｖ配電線を用いた図１に示す電気的接続では、一般的に、長時間の高出力を実行するために、例えば、４８０Ｖの高電圧を使用して、次のステップで、局地分配のために１２０Ｖまで電圧を降圧する。より高い高電圧は、より小さいゲージワイヤーの使用を可能にする電流を減少する。図２は、このような配電線を示している。これらの用途において一般に使用される電源変圧器は、ＰＬＣ周波数範囲の信号に対する深刻な障壁であり、さらに、あるノードが、直接に、種々のサブパネル上の他のノードと通信する可能性を減ずる。

従って、本発明の目的は、建物内のＡＣ電力配電線（power wiring）上に連結容易なＬＡＮを構築するためのネットワークトポロジー及びパケットルーティング方法を提供することにある。

このネットワークは、１以上のアクセスポイント（ＡＰ：Access Point）、１以上のＵＴ、及び電力配電線（媒体）を含んで構成される。ＡＰは、建物内における有線ネットワーク全体の論理上の中心に、又は、建物内の中心部分に相当する位置に配置される。ＵＴは、目的地（宛先）であるＵＴに順番にパケットを送信する、対応するＡＰとだけ通信をする。

本発明の目的は、ツイストペアケーブルを利用する標準イーサネット（登録商標）リンクを用いて相互に接続されるＡＰを１以上の電気パネルに設置することによって、ネットワーク通信を行うＰＬＣを用いたシステムを提供することにある。この場合、ネットワーク管理を目的として、１つのＡＰをプライマリとし、他のＡＰをセカンダリとして設定することが要求される。したがって、このネットワークは、プライマリＡＰ（ＰＡＰ）、セカンダリＡＰ（ＳＡＰ）、及びＵＴといった、３種類の装置を含んで構成される。

これによれば、メインパネルにＡＰを設置し、該ＡＰに全てのパケットを送るので、２者ユーザ間のチャネルにもたらされる最悪のシナリオを大幅に改善することができるようになる。この場合、前述のアウトレットＡ_１のユーザは、９つの障害を有する１つのホップ（hop）ではなく、各々５つの障壁（３つのアウトレットと２つのパネル）を有する２つのホップを経由してアウトレットＢ_１のユーザに到達することができる。充分に大きな建物において、１以上のＡＰの設置は、従来技術では通信不可能であったユーザ間に、互いの通信を可能にすることを提供する。

ＡＰを複数設置することで、ＵＴは、１以上のＡＰとある程度の通信をすることができるようになる。この場合、ＵＴは、各ＡＰと通信を行い、その通信速度を評価して、最も高レートで通信可能な使用に最も適したＡＰを選択する。

本発明において、ノードとは、エンドポイント（endpoint）を意味する。エンドポイントは、ＡＰ又はＵＴのいずれかのイーサネット（登録商標）インターフェースに接続されており、また、１以上の標準的なイーサネット（登録商標）ハブ又はスイッチを通じて、それらに接続されることも可能である。また、本発明では、ソースエンドポイントから１以上のデスティネーション（宛先）エンドポイントへのイーサネット（登録商標）フレーム送信をも提供する。

本発明の他の目的、有利な効果及び新規な特徴は、添付図面と共に、以下の発明の詳細な説明から明らかになる。

図２ａは、サブパネル１０，１６範囲内のＡＰ１１，１７の位置付けを示す。ＵＴ２０，２０’は、ハブ１５によって直接イーサネット（登録商標）接続されたＡＰ１１，１７間におけるＰＬＣによって、それぞれＡＰ１１，１７と接続されている。ハブ１５で受信される全信号は、ＡＰが予定しない信号を受け取らないようにするため、ＡＰのアドレスに基づいてこれら信号の受け取りを許可する全ＡＰに案内される。これについては後述する。本一実施形態では、符号１５をハブとして示した。しかし、他の実施形態では、そのハブの代わりに、信号を全てのＡＰに送出せず、決められたＡＰだけに送信するイーサネット（登録商標）スイッチング装置１５を用いるようにしてもよい。

プライマリＡＰ（ＰＡＰ）、セカンダリＡＰ（ＳＡＰ）及びＵＴのハードウェアは、図３に示したように、一般のアーキテクチャを割り当てて構成することができる。

例えば、プラットホーム２０を、イーサネット（登録商標）及びＰＬＣの２つのインターフェースを有するマイクロプロセッサとすることができる。イーサネット（登録商標）インターフェースの動作は以下の通りである。イーサネット（登録商標）ＭＡＣ（ＭＡＣ：Medium Access Control）は、ツイストペア媒体に接続されたイーサネット（登録商標）物理層（ＰＨＹ：Physical Layer）送受信装置を利用して、ＩＥＥＥ８０２．３イーサネット（登録商標）フレーム送受信する。ツイストペアで受信されたフレームは、ＰＨＹで復調され、フレーム同期及びエラーチェックのためにＭＡＣに送られ、マイクロプロセッサによる読み取りのために共有ＲＡＭ（shared RAM）に格納される。一方、ツイストペアから送信されるフレームは、ＭＡＣによる読み取り、共有ＲＡＭへの書き込みを経て、ＰＨＹを通じて媒体上に送信される。

ＰＬＣインターフェースは、同様にフォーマットされたフレームで送受信を行い、データパスも同様である点で、イーサネット（登録商標）インターフェースと同様である。主要な相違は、ＭＡＣ及びＰＨＹの性質を有している点である。ＰＨＹで使用される変調方式は、電力配電線ネットワーク上の使用において適切なものである。同様に、ＭＡＣによって使用される媒体アクセスプロトコルは、電力配電線ネットワークで発見されるチャネル状態下で、適切に実行されるように、最適化される。

図３に示した構成に従うユーザターミナル（ＵＴ）は、図４に示したタイプのエンドポイント構造の一部である。図４に示したように、ＵＴ２０は、入力用キーボード３７の入力と結びつくＰＣ３０のイーサネット（登録商標）カード３５からの出力を受信する。ＵＴ２０の出力は、２つのターミナルを備える通常の電力線接続ポイント４０に送出される。このうち１つのターミナルは、ＰＣの電源用に接続され、他の１つは、ＰＬＣを利用した送信のために、ＵＴからの出力信号が提供される。本一実施形態では、ＵＴをＰＣの外部に設置した一例を示したが、該ＵＴをＰＣ内部に設けたり、イーサネット（登録商標）カードの一部として提供することも可能である。

フレームがＰＬＣ又はイーサネット（登録商標）インターフェースで受信されると、該フレームは、ＲＡＭに書き込まれて、その到着がマイクロプロセッサに通知される。マイクロプロセッサは、ヘッダを修正する場合には、フレームのヘッダを検査し、該ヘッダ及びＲＡＭに格納されているブリッジテーブルのコンテンツに基づいて、１つ又は両方のインターフェースにフレームを再送信する。ツイストペアイーサネット（登録商標）を通じて伝送されるフレームは、外部フレーム又はＡＰ−ｔｏ−ＡＰフレームであってもよい。外部フレームは、エンドポイントで受信又は送信される標準イーサネット（登録商標）フレームである。該フレームは、図５Ａに示したＩＥＥＥ標準８０２．３フォーマット４１０を備えている。

宛先アドレス（ＤＡ：Destination Address）４１１は、計画されたフレーム受信者のステーションＩＤを表示する４８ビットイーサネット（登録商標）アドレスである。ソースアドレス（ＳＡ：Source Address）４１２は、フレーム発信者のステーションＩＤを表示する４８ビットイーサネット（登録商標）アドレスである。これらのフィールドは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−ｔｏ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ＭＡＣレイヤーブリッジを通過するフレームとして保持される。タイプ（ＴＹＰＥ）４１３フィールドは、プロトコルＩＤと呼ばれる１６ビットの識別子である。このフィールドは、フレームの属する上位層プロトコルを表し、可変長データセクション４１４のフォーマットを定義する。ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）４１５は、フレームの完全性を検証するために用いられる１６ビットのフィールドである。

電力配電線を利用して伝送されるフレームは、図５Ｂに示すようなフォーマット４２０を備える。受信者アドレス（ＲＡ：Receiver Address）４２１は、フレームが即時に目指すＰＬＣインターフェースのＩＤを表すアドレスである。送信者アドレス（ＴＡ：Transmitter Address）４２２は、フレームを伝送するＰＬＣインターフェースのＩＤを表す。残りのフィールドは、フォーマット４１０と同様である。

ＡＰ−ｔｏ−ＡＰフレームは、ＰＡＰとＳＡＰとの間で転送される、図５Ｃに示したフォーマット４３０を備える。ＲＡ４３１は、フレームを即時に受信する受信者、及び、フレームの方向に基づいたＰＡＰ又はＳＡＰのアドレスを表す。ＡＰ−ｔｏ−ＡＰフレームは、ダウンストリームでも、アップストリームでもよい。ダウンストリームのフレームは、ＰＡＰのイーサネット（登録商標）インターフェースに接続したｎｏｎ−ＡＰノードから発生し、ＵＴに接続したノードでターミネートする。アップストリームのフレームは、ＵＴに接続したノードから発生し、ＰＡＰのイーサネット（登録商標）インターフェースに接続したｎｏｎ−ＡＰノードでターミネートする。プロキシアドレス（ＰＡ：Proxy Address）４３３フィールドは、ＤＡノードに対する「プロキシ（代理）」となるＵＴのアドレスを表す。ダウンストリームフレームの場合、ＳＡＰは、ＰＡ４３３に設定されたアドレスに相当するＵＴにフレームを送信する。ＵＴは、そのフレームをイーサネット（登録商標）インターフェースに順次にフォワードする。その後、フレームは、ＤＡ４３４に設定されたアドレスを有するエンドポイントに到達する。アップストリームフレームの場合、ＰＡ４３３は、各フレームが到達するＵＴ及びエンドポイントのテーブルを維持するために、ＰＡＰによって使用される。

ＰＡＰ、ＳＡＰ及びＵＴのデバイスタイプ間の相違は、２つのインターフェース間でルート設定されるフレームに関する。ほとんどのルート設定の決定は、ＰＡＰで行われる。この場合、ＰＡＰは、その決定過程においてＲＡＭに格納された各テーブルを使用する。これらテーブルのうちの１つが、図６Ａに示したＳＡＰテーブル５１０である。これは、ＰＡＰが認識しているＳＡＰのインデックス付きテーブルである。ゼロ（０）のＳＡＰインデックス（ＳＡＰＩＤＸ）は、ＰＡＰを表すために確保される。

また、図６Ｂは、ＰＡＰが認識している、ＵＴのインデックス付きテーブルであるプロキシテーブル５２０である。ゼロのプロキシインデックス（ＰｒｏｘｙＩＤＸ）５２２は、ＰＡＰイーサネット（登録商標）インターフェースを表すために確保される。ＳＡＰＩＤＸ５２６は、ＵＴに到達可能なＳＡＰのインデックス（ＳＡＰＩＤＸ）５１２を表している。ゼロのＳＡＰＩＤＸ（５２６）は、ＵＴが、ＰＡＰのＰＬＣインターフェースを通じて、直接に到達可能であることを意味する。

図６Ｃに示した３つ目のＰＡＰのテーブルは、エンドポイントテーブル５３０である。これは、ＰＡＰが認識している全てのエンドポイントのテーブルである。

ＰＡＰパケットの処理フロー６００を、図７に基づいて説明する。ＰＡＰのＰＬＣインターフェースで受信されるフレームは、ＵＴ（プロキシ）からだけ到達することができる。この場合のフレームは、フォーマット４２０に基づいている。ＴＡ４２２は、プロキシアドレス（ＰｒｏｘｙＡＤＤＲ）であり、対応するエントリがプロキシテーブルに存在しない場合、該プロキシテーブルに加えられる（６２４）。このエントリに対応するＳＡＰＩＤＸフィールド５２６は、ＰＡＰから直接到達可能なプロキシを表すゼロ（０）にセットされる。ＳＡ４２４は、フレームを送信したエンドポイントのソースアドレスである。このエンドポイントが、エンドポイントテーブル５３０に存在しない場合、該エンドポイントは、エンドポイントテーブル５３０に加えられる（６２６）。エンドポイントに対応するプロキシインデックス（ＰｒｏｘｙＩＤＸ）５３４は、ＴＡ４２２に対応するプロキシテーブル５２２のＰｒｏｘｙＩＤＸにセットされる。次に、ＤＡフィールド４２３が、受信したフレームがブロードキャストタイプであるかどうかを決定するために検査される（６２８）。フレームがブロードキャストタイプであると、ＲＡ４２１及びＴＡ４２２がフレームから取り除かれ、残りのフレームはイーサネット（登録商標）インターフェースに送信される（６３６）。その後、フレームは、図８Ｂに示すＰＬブロードキャストフロー７２０によって電力線ノードにブロードキャストされる。一方、フレームがブロードキャストでなければ、ＤＡ４２３は、宛先ノードの位置が認識されているものであるか否かを決定するために、エンドポイントテーブル５３０内にある全ノードと比較される（６３０）。ここで、ＤＡ４２３が、エンドポイントテーブル５３０内の何れのノードとも一致しない場合、ブロックのために移行制御され（６３６）、フレームが、イーサネット（登録商標）インターフェース及び全プロキシに送信される（６３８）。一方、ＤＡ４２３が、エンドポイントテーブル５３０エントリと一致する場合、宛先エンドポイントの位置を決定するために、エントリ５３４のプロキシテーブルが検査される（６３２）。ＰｒｏｘｙＩＤＸ５３４がゼロの場合、エンドポイントはイーサネット（登録商標）インターフェース上に位置させられ、そこにフレームが送信される（６４０）。ＰｒｏｘｙＩＤＸ５３４がゼロ以外の場合、エンドポイントは、プロキシから外されて位置させられ、図８Ａに示すプロキシＸｍｉｔフロー７００に移行制御される。

一方、ＰＡＰのイーサネット（登録商標）インターフェースで受信されたフレームは、ＳＡＰ又はエンドポイントのいずれから到達したかを決定するために検査される（６０４）。フレームがＳＡＰから到達したものである場合、該フレームは、フォーマット４３０である。この場合、フレームのＲＡ４３１が、ＳＡＰテーブル５１０のＡＤＤＲフィールド（ＳＡＰＡＤＤＲ）５１４と比較される。ＲＡ４３１がフィールド内に存在しない場合、そのＳＡＰは、テーブルに追加される。次に、ＰＡフィールド４３３が、プロキシテーブル５２０のＡＤＤＲフィールド（ＰｒｏｘｙＡＤＤＲ）５２４と比較され、該フィールドに存在しない場合は、新しいプロキシがＡＤＤＲ＝ＰＡとして追加される。その後、制御は、ポイント６２７へ移行する。一方、フレームがエンドポイントから到達したものである場合、該フレームは、フォーマット４１０である。この場合、フレームのＳＡ４１２が、エンドポイントテーブル５３０における全エントリのＡＤＤＲフィールド（ＥｎｄｐｏｉｎｔＡＤＤＲ）５３２と比較される。ＳＡ４１２がＡＤＤＲフィールド５３２と一致しない場合、新たなエントリが作成される。次に、フレームがブロードキャストタイプであるかを決定するために、ＤＡ４１１が検査される（６０８）。ＤＡ４１１がブロードキャストタイプである場合、図８Ｂに示すＰＬブロードキャストフロー７２０に移行する。一方、ＤＡ４１１がブロードキャストタイプでなければ、該ＤＡ４１１は、エンドポイントテーブルのＡＤＤＲフィールド５３２に存在するか否かが検索される。ＤＡ４１１が発見されなければ、ＰＬブロードキャストフロー７２０へ移行制御する。ＤＡ４１１が発見された場合には、宛先エンドポイントの位置を決定するために、プロキシＩＤＸフィールド（ＰｒｏｘｙＩＤＸ）５３４を検査する。プロキシＩＤＸ５３４がゼロ（０）の場合、エンドポイントはイーサネット（登録商標）インターフェースに位置させられ、既に宛先に到達していることから、フレームがドロップ（廃棄）される。ＰｒｏｘｙＩＤＸ５３４がゼロ以外の場合、エンドポイントはプロキシから外されて位置させられ、プロキシＸｍｉｔフロー７００へ移行制御される。

プロキシＸｍｉｔフロー７００では、フレームを、ＰＬＣインターフェースから直接的に又はＳＡＰを通じて間接的に、ＵＴに送信する。この場合、プロキシテーブル内のＳＡＰＩＤＸフィールド５２６が、プロキシへ到達させるルートを決定するために検査される（７０２）。ＳＰＡＩＤＸ５２６がゼロであれば、フレームは、フォーマット４２０で、ＰＬＣインターフェースに送信される。すなわち、ＴＡフィールド４２２にはＰＡＰアドレスがセットされ（７１２）、ＲＡフィールド４２１にはプロキシアドレス７１４がセットされて（７１４）、フレームがＰＬＣインターフェースに送信される（７１６）。一方、ＳＡＰＩＤＸ５２６がゼロ以外の場合、フレームは、フォーマット４３０で、イーサネット（登録商標）インターフェースに送信される。すなわち、ＰＡフィールド４３３にはプロキシアドレスがセットされ（７０４）、ＴＡフィールド４３２にはＰＡＰアドレスがセットされ（７０６）、ＲＡフィールド４３１にはＳＡＰＩＤＸ５２６に対応するＳＡＰのアドレスがセットされて（７０８）、フレームがイーサネット（登録商標）インターフェースに送信される（７１０）。

ＰＬブロードキャストフロー７２０では、ＵＴを通じて到着する、全エンドポイントに到達可能なフレームを送信する。これを実行するために、フレームを、フォーマット４２０で、ＰＬＣインターフェースにブロードキャストし、また、フォーマット４３０で、全ＳＡＰに対するイーサネット（登録商標）インターフェースにブロードキャストする。ＰＬＣ伝送では、ＴＡ４２２にＰＡＰアドレスをセットし、ＲＡ４２１にブロードキャストアドレスをセットして（７２２）、フレームをＰＬＣインターフェースに送信する（７２４）。イーサネット（登録商標）伝送では、ＰＡ４３３にブロードキャストアドレスをセットし（７２６）、ＴＡ４３２にＰＡＰアドレスをセットし、及び、ＲＡ４３１にブロードキャストアドレスをセットして（７２８）、フレームをイーサネット（登録商標）インターフェースに送信する（７３０）。

ＳＡＰ処理フロー８００を、図９に基づいて説明する。イーサネット（登録商標）インターフェースが受信したフレームは、フォーマット４３０であり、フォーマット４２０でＰＬＣインターフェースに再送信する。この場合、入フレームのＰＡフィールド４３３をＲＡフィールド４２１にセットし、ＳＡＰアドレスをＴＡフィールド４２２にセットする（８０４）。一方、ＰＬＣインターフェースが受信したフレームは、フォーマット４２０であり、フォーマット４３０でイーサネット（登録商標）インターフェースに再送信する。この場合、入フレームのＴＡフィールド４２２をＰＡフィールド４３３にセットし、ＳＡＰ亜どれをＴＡフィールド４２２にセットし、ＰＡＰアドレスをＲＡフィールド４３１にセットする（８０６）。ここで、各ＳＡＰは、ＰＡＰが、フォーマット４１０で、ＰＡＰ自身をアナウンスする、周期的なフレームをブロードキャストするので、ＰＡＰのアドレスを認識済みである。

ＵＴ処理フロー９００を、図１０に基づいて説明する。イーサネット（登録商標）インターフェースでフレームを受信すると、そのフレームのＳＡ４１２が、ＵＴイーサネット（登録商標）エンドポイントテーブルと比較される（９０４）。このＵＴイーサネット（登録商標）エンドポイントテーブルは、図６Ｄに示したフォーマット５４０を有している。比較した結果、一致するものがなければ、新たなエントリ５４２を追加する。次に、ＤＡ４１１を、同じテーブル５４０のエントリと比較する（９０６）。ＤＡ４１１が存在する場合、フレームをドロップする（９０８）。ＤＡ４１１が存在しない場合、フレームを、フォーマット４２０で、ＰＬＣインターフェースに送信する。この場合、ＵＴアドレスをＴＡフィールド４２２にセットし（９１０）、ＡＰアドレスをＲＡフィールド４２１にセットする（９１２）。ＡＰアドレスは、ＰＡＰアドレス又はＳＡＰアドレスであってもよく、ＡＰとしてＵＴが選択したそのＡＰに依存する。一方、ＰＬＣインターフェースが、フレームを受信すると、そのフレームのＲＡ４２１及びＴＡ４２２を取り除き（９１６）、フォーマット４１０で、イーサネット（登録商標）インターフェースに送信する（９１８）。以下の処理は、ＡＰを選択するために各ＵＴで実行される。ＰＡＰ及び全ＳＡＰは、それら自身がＡＰであることをアナウンスするために、ＰＬＣインターフェースに対して、フレームを、フォーマット４１０で、周期的にブロードキャストする。ネットワークに接続可能ないかなるＵＴも、このような１以上のＡＰから送信されるフレームを受信することができる。１つのＵＴが、これらフレームを１つのＡＰから受信すると、そのＡＰを選択する。１つのＵＴが、これらフレームを２つのＡＰから受信すると、各ＡＰの接続速度を評価して、最高速度を有するＡＰを選択する。この接続速度は、いくつかの方法を経て得るようにすることもできる。測定基準は、ＰＬＣのＭＡＣ機能によって生成されてもよく、パケットルーティング機能に引き継がせてもよい。一方、パケットルーティング機能は、特殊フレームタイプを各ＡＰに送信してもよい。この場合、ＡＰは、直ちにＵＴに返信する。ＵＴは、パケットを送受信する間の経過時間を測定し、最も短時間で戻るフレームを受信したＡＰを選択する。

前述の開示は、単に本発明の一実施例を説明しただけであり、本発明の範囲を制限することを目的としたものではない。本発明の精神を含んで開示された一実施例の修正及び本発明の他の構成要素の付加は、当業者であれば可能である。よって、本発明は、特許請求の範囲及びこれと均等物の範囲内に全て含まれるものと解釈されなければならない。

中小サイズの商業ビル又はマルチテナント・ユニットに設置される標準的な電気配線を示した図。中程度の電圧給電及び降圧変圧器を使用した図１に類似の電気配線を示した図。異なるサブパネルのＡＰ（アクセスポイント）間における接続を説明するための図。本発明の一実施形態に従うＰＡＰ（プライマリアクセスポイント）、ＳＡＰ（セカンダリアクセスポイント）及びＵＴ（ユーザターミナル）を構成するハードウェアを示す図。本発明の一実施形態に従うＵＴハードウェア環境を示した概略図。ＵＴで送受信される、ＩＥＥＥ標準８０２．３フォーマットに従ったイーサネット（登録商標）フレーム構造を示す図。電力配電線（ＰＬＣ）を利用して送信されるフレーム構造を示した図。ＰＡＰとＳＡＰ間で送信されるフレーム構造を示した図。ＰＡＰに格納される、ＳＡＰのインデックス付きテーブル。ＰＡＰに格納される、ＵＴのインデックス付きプロキシテーブル。全エンドポイント（ＵＴ）のＰＡＰテーブル。ＵＴイーサネット（登録商標）エンドポイントテーブルにおけるエントリのリスト。ＰＡＰのパケット処理を示すフローチャート。ＵＴに対するフレームの伝達フローチャート。電力線ブロードキャスト方法のフローチャート。ＳＡＰの処理流れを示すフローのフローチャート。ＵＴの処理流れを示すフローのフローチャート。

Claims

複数の電気アウトレットのそれぞれと協働する複数の論理的配電線中心を含んで構成される低電圧ＡＣ電力配電線構造と；
前記複数の論理的配電線中心のそれぞれに、各々設置された複数の通信アクセスポイントと；
複数のユーザターミナル間に通信を提供する通信信号線によって、前記複数の電気アウトレットの１つと各々接続された前記複数のユーザターミナルと；
を含んで構成され、
前記複数の通信アクセスポイントの各々が、イーサネット（登録商標）標準接続を通じて、他の前記複数の通信アクセスポイントと協働することを特徴とするローカルエリアネットワーク通信システム。
前記複数の通信アクセスポイントの１つが、前記複数のユーザターミナルパスからの全信号を通過するプライマリアクセスポイントであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記複数のユーザターミナルは、マイクロプロセッサと、少なくとも１つがイーサネット（登録商標）インターフェースであり、他はＰＬＣインターフェースである少なくとも２つのインターフェースと、を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記複数のアクセスポイントの各々は、イーサネット（登録商標）ハブ構造を通じて、他の前記アクセスポイントと協働することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記複数のアクセスポイントの各々は、イーサネット（登録商標）スイッチング装置を通じて、他の前記アクセスポイントと協働することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
低電圧ＡＣ電力配電線構造の複数の論理的配電線中心に対応する複数の通信アクセスポイントを提供するステップと；
複数のユーザターミナル間に通信を提供する前記低電圧ＡＣ電力配電線構造の複数の電気アウトレットのそれぞれに、各々接続された前記複数のユーザターミナルを提供するステップと；
前記複数の通信アクセスポイントの各々と、他の前記複数の通信アクセスポイントと、を協働させるイーサネット（登録商標）標準接続を提供するステップと；
を含んで構成されることを特徴とするローカルエリアネットワーク通信方法。
前記複数の通信アクセスポイントの１つを、前記複数のユーザターミナルパスからの全信号を通過するプライマリアクセスポイントとして提供するステップをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
マイクロプロセッサと、少なくとも１つがイーサネット（登録商標）インターフェースであり、他はＰＬＣインターフェースである少なくとも２つのインターフェースと、を有する前記ユーザターミナルをそれぞれ提供するステップを含んで構成されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
前記イーサネット（登録商標）標準接続として、イーサネット（登録商標）ハブ構造を提供するステップを含んで構成される請求項６に記載の方法。
前記イーサネット（登録商標）標準接続として、イーサネット（登録商標）スイッチング装置を提供するステップを含んで構成される請求項６に記載の方法。
複数の電気アウトレットと各々協働する複数の論理的配電線中心を含んで構成される低電圧ＡＣ電力配電線構造を利用したローカルエリアネットワーク通信システムであって、
イーサネット（登録商標）標準接続で相互に接続された前記複数の論理的配電線中心のそれぞれに、各々設置された複数の通信アクセスポイントと；
少なくとも１つの前記通信アクセスポイントを通じた通信信号によって、少なくとも1つの前記ユーザターミナルを指定した通信を提供するために、前記複数の電気アウトレットとの接続を通じて前記通信信号を出力する前記複数のユーザターミナルと；
を含んで構成されることを特徴とするシステム。
前記複数の通信アクセスポイントの１つが、前記複数のユーザターミナルパスからの全信号を通過するプライマリアクセスポイントであることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
前記複数のユーザターミナルの各々及び前記複数の通信アクセスポイントの各々は、マイクロプロセッサと、少なくとも１つがイーサネット（登録商標）インターフェースであり、他はＰＬＣインターフェースである少なくとも２つのインターフェースと、を含んで構成されることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
低電圧ＡＣ電力配電線構造の複数のエンドポイント間の通信方法であって、
少なくとも１つの宛先エンドポイントに送信される前記エンドポイントの発信の１つに電気通信信号を挿入するステップと；
前記低電圧ＡＣ電力配電線構造における前記エンドポイントの第１グループに対する配電線中心と協働する少なくとも１つの中間ポイントに前記信号を渡すステップと；
前記第１中間ポイントと、前記低電圧ＡＣ電力配電線構造におけるエンドポイントの少なくとも第２グループに対する少なくとも第２配電線中心と協働する少なくとも第２中間ポイントと、の間にイーサネット（登録商標）標準通信を提供するステップと；
を含んで構成され、
前記電気通信信号が、前記第１グループのエンドポイントだけを予定している場合、前記通信は、前記低電圧ＡＣ電力配電線構造の電力線上のキャリア信号として完全に通過することを特徴とする方法。